Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 33: Postersitzung

DS 33.30: Poster

Dienstag, 23. März 1999, 09:30–17:30, Aula

Untersuchung und Optimierung von schaltbaren Spiegeln auf der Basis von Metallhydriden — •M. Beckers, H. Weis und M. Wuttig — I. Physikalisches Institut, RWTH-Aachen, D-52056 Aachen

Die optischen Eigenschaften von Elementen der Scandium-Gruppe bzw. Lanthaniden können durch Einlagerung von Wasserstoff modifiziert werden. Dabei gehen die Metalle von einem im Sichtbaren komplett reflektierenden Zustand bei niedrigem Wasserstoffgehalt über in einen durchsichtigen Hydrid-Zustand bei hohem Wasserstoffgehalt. Aufgrund der geringen Bildungsenthalpien der Hydride ist der Schaltvorgang reversibel. Durch Legierung mit geeigneten Materialien kann die Transmission der durchsichtigen Zustände weiter optimiert werden. Es hat sich gezeigt, daß das System Gadolinium(Gd)-Magnesium(Mg) ein geeigneter Kandidat ist. Sowohl Gd als auch Mg besitzen Hydride mit geringer Bildungsenthalpie und durch die große Bandlücke von MgH₂ ist eine im Sichtbaren weitgehend farbneutrale Transmission erreichbar.

Durch dynamisches Sputtern wurden Multilayer aus Gd- und Mg-Einzelschichten hergestellt. Die Stöchiometrie der Stacks wurde durch Variation der Einzelschichtdicken festgelegt. Das Schalten erfolgte durch Einlaß von Wasserstoffgas in eine hochdrucksichere Gaszelle. Zwecks Katalyse des H₂-Gases wurde das gesamte Schichtsystem mit einer Deckschicht aus Palladium versehen. Wichtige Größen der Schichten sind erreichbarer Kontrast, Farbneutralität im Sichtbaren und Geschwindigkeit des Schaltvorgangs, die mittels zeitaufgelöster Spektroskopie beobachtet wurden. In Abhängigkeit der Herstellungsparameter wurden diese mit Porösität, Verspannungen, Oberflächentopologie, etc. verknüpft. XRD bzw. XRR lieferten Hinweise auf strukturelle Eigenschaften der Schichten.